Pd/activated carbon sorbents for mid-temperature capture of mercury from coal-derived fuel gas

Higher concentrations of Hg can be emitted from coal pyrolysis or gasification than from coal combustion, especially elemental Hg. Highly efficient Hg removal technology from coal-derived fuel gas is thus of great importance. Based on the very excellent Hg removal ability of Pd and the high adsorption abilities of activated carbon（AC） for H2 S and Hg, a series of Pd/AC sorbents was prepared by using pore volume impregnation, and their performance in capturing Hg and H2 S from coal-derived fuel gas was investigated using a laboratory-scale fixed-bed reactor. The effects of loading amount, reaction temperature and reaction atmosphere on Hg removal from coal-derived fuel gas were studied. The sorbents were characterized by N2 adsorption, X-ray diffraction（XRD） and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）. The results indicated that the efficiency of Hg removal increased with the increasing of Pd loading amount, but the effective utilization rate of the active component Pd decreased significantly at the same time. High temperature had a negative influence on the Hg removal. The efficiency of Hg removal in the N2-H2S-H2-CO-Hg atmosphere（simulated coal gas） was higher than that in N2-H2S-Hg and N2-Hg atmospheres, which showed that H2 and CO, with their reducing capacity, could benefit promote the removal of Hg. The XPS results suggested that there were two different ways of capturing Hg over sorbents in N2-H2S-Hg and N2-Hg atmospheres.     

桑枝基吸附剂的制备及其对阴离子染料的吸附

为了废弃桑枝的资源化,利用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)对桑枝进行醚化改性制备桑枝基吸附剂,通过正交实验优化了吸附剂的制备条件。采用制备的吸附剂吸附水中阴离子染料日落黄,研究了pH值、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度对吸附效果的影响,测定了日落黄在吸附剂上的吸附等温线。结果表明,制备吸附剂的最佳工艺条件为CTA与桑枝粉的质量比为0.5,NaOH与桑枝粉的质量比为1.0,微波功率为300 W,反应时间为3 min。制备的吸附剂对质量浓度为50 mg/L的日落黄的最大吸附去除率达92.0%。日落黄在吸附剂上的等温吸附线可用Langmuir方程和Freundlich方程来描述,饱和吸附容量为18.21 mg/g,吸附易于进行。吸附速率数据可以用准二级吸附动力学方程拟合,说明日落黄在吸附剂上的吸附以化学吸附为主。     

树脂基固态胺吸附剂室温下对低浓度CO2的吸附性能研究

以大孔甲基丙烯酸酯吸附树脂为载体,聚乙烯亚胺(PEI)为有机胺,采用液相浸渍法制备出固态胺吸附剂,并研究了其在室温下对低浓度CO2的吸附行为.同时,利用氮气吸附、热重分析和扫描电镜表征了材料的物理化学性质,并采用热重法和固定床吸附法考察了材料的CO2吸附性能.结果表明,大孔树脂担载50%PEI(质量分数)时吸附性能最佳,对纯CO2的最大吸附量为175 mg·g-1;CO2的吸附行为由扩散动力学与吸附热力学共同决定,低温有利于提高吸附容量;吸附剂对400 ppm~15%浓度的CO2都具有优异的动态吸附性能,其中对400 ppm CO2的吸附量达到86 mg·g-1,对15%CO2的吸附量达到150 mg·g-1;湿度对吸附起促进作用,相对湿度为10%时,对400 ppm CO2的吸附量提高至139mg·g-1;吸附剂具有优异的循环性能,具有直接空气捕集CO2的潜力.     

壳聚糖活性污泥复合吸附剂的制备研究

为了提高污泥细胞吸附重金属离子的应用能力,采用壳聚糖包埋固定活性污泥,制备了粒径2~3 mm的壳聚糖活性污泥复合吸附剂SCTS.以吸附溶液中CrO2-4的吸附率为指标,通过单因素实验对制备过程中采用的2种固化液及5种发泡剂进行比选,考察了固化液浓度、发泡剂量、交联剂量、活性污泥与壳聚糖用量比值及发泡温度对SCTS吸附能力的影响,由正交实验确定影响因素主次顺序及最优水平组合.结果发现,固化液浓度、发泡剂量、污泥与壳聚糖用量比值及发泡温度对SCTS吸附能力影响较强,影响次序为固化液浓度发泡剂量活性污泥与壳聚糖用量比值发泡温度.最优水平组合为4 g·L-1三聚磷酸钠(STPP)固化液、剂量为吸附剂质量10%的NH4HCO3发泡剂、活性污泥与壳聚糖用量比值0.5、发泡温度100℃,此时CrO2-4吸附率最高可达97.3%.该吸附剂的制备研究为污泥的资源化利用探索了新的途径.     

树脂基纳米钛锆氧化物复合吸附剂同步去除水中磷和氟

以大孔强碱性阴离子交换树脂D201为基体,负载纳米钛、锆氧化物,制备新型树脂基纳米钛锆氧化物复合吸附剂TiZr-D201.通过吸附等温线实验、pH影响实验、竞争吸附实验、动力学实验及柱吸附实验,并结合对吸附剂的表征,探讨了复合吸附剂对水中磷和氟的吸附性能和相应的吸附机制.结果表明,当pH值为5.8,温度为308K时,Ti-Zr-D201对磷和氟的Langmuir拟合最大吸附容量分别是34.9 mg·g~(-1)和35.1 mg·g~(-1),且吸附行为是自发进行的,温度越高,吸附效果越好;与磷相比,pH值对Ti-Zr-D201吸附氟的影响更为显著;选取SO_4~(2-)、NO_3~-和Cl~-作为竞争离子,Ti-Zr-D201较基体D201表现出很好的抗干扰能力;内扩散模型拟合结果表明Ti-Zr-D201在吸附平衡前存在两个不同的吸附阶段;柱吸附实验表明Ti-Zr-D201具有稳定的结构和良好的动态吸附性能,并且可再生循环使用,具备实际应用的潜力.     

污泥吸附剂对3种染料吸附动力学的研究

以污水厂脱水污泥、锯末和焦油的混合物为原料，选择ZnCl₂为活化剂制备出过渡孔发达、强度大的污泥吸附剂（S-AC）。借助BET、FT-IR等现代分析测试方法对污泥吸附剂进行表征，同时，研究了吸附剂对酸性大红、中性红和碱性品红吸附动力学行为。结果表明，制得的污泥吸附剂BET比表面积为358 m²/g，强度大于89%。吸附剂的动力学数据均符合伪二阶动力学方程、液膜扩散方程和颗粒内扩散方程，其中液膜扩散为吸附剂对酸性大红吸附过程的主控步骤，颗粒内扩散为吸附剂对中性红和碱性品红吸附过程的主控步骤。     

脱氮吸附剂深度脱除模拟含氮油中氮化物的研究

将磷钨酸、甲醛气体负载于介孔分子筛SBA-15中制备脱氮吸附剂,其中SBA-15、磷钨酸、甲醛的质量比为10∶7∶3.以喹啉、吲哚和咔唑为目标氮化物,二甲苯及二甲苯和十二烷的混合液为溶剂配制模拟含氮油,考察了反应温度、氮化物类型对脱氮反应速率的影响以及磷钨酸、甲醛的脱氮机制.结果表明,磷钨酸可以有效脱除碱性氮化物和低浓度非碱性氮化物,甲醛能强化吸附剂对非碱性氮化物的选择性.在70℃、脱氮吸附剂与高浓度模拟含氮油质量比为2.0∶30.0的条件下,模拟含氮油中的氮化物在90 min内可以被深度脱除.磷钨酸对碱性氮化物的脱除机制为磷钨酸和碱性氮化物间的配合作用和酸碱反应,磷钨酸对非碱性氮化物的脱除机制为氮化物和甲醛在酸催化下缩合反应生成聚合物.反应吸附剂再生回用后的脱氮能力随氮化物碱性的增强而减弱.     

污泥含炭吸附剂对挥发性有机废气吸附实验研究

研究了污泥含炭吸附剂对挥发性有机污染物的吸附特性。结果表明,污泥含炭吸附剂对苯系物的吸附为典型的物理吸附,其吸附甲苯等温线的类型系优惠型吸附等温线,表明具有良好的吸附能力;在吸附反应温度为20℃,气体流量为500 mL/m in(停留时间为0.424 s),甲苯浓度为2 700 mg/m3时,甲苯的饱和吸附容量为150.0 mg/g;同时,研究表明污泥含炭吸附剂对苯系物的饱和吸附容量和吸附强弱次序为二甲苯甲苯苯。结果表明污泥含炭吸附剂适合对中低浓度有机废气的吸附净化。     

响应面法优化聚丙烯酸/腐殖酸/累托石吸附剂的制备条件

以累托石、丙烯酸及腐殖酸为原料制备出能同时吸附重金属和多环芳烃的吸附剂聚丙烯酸/腐殖酸/累托石,采用响应面试验设计法优化吸附剂的制备条件。利用Design Expert软件,建立了预测吸附剂对Cd2+、菲吸附量的二次回归模型,对回归模型进行了方差分析,并确定了吸附剂的最佳制备条件。结果表明,二次回归模型能较好地模拟Cd2+、菲的吸附量与影响因子丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量之间的关系。各因子对Cd2+吸附量的影响次序为:交联剂量>引发剂量>丙烯酸中和度;对菲吸附量的影响次序为引发剂量>交联剂量>丙烯酸中和度。吸附剂的最佳制备条件为:累托石、丙烯酸和腐殖酸三者的质量比为65∶30∶5,丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量分别为75.16%、2.57%和0.44%。在此优化条件下制备的吸附剂对Cd2+和菲的吸附量分别为170.19 mg/g和7.36 mg/g。     

板栗壳对重金属Cr（Ⅵ）吸附性能的研究

从废弃的植物材料中筛选出一种Cr(Ⅵ)高效吸附剂——板栗壳。研究了pH、接触时间、板栗壳用量、温度和Cr (Ⅵ)初始浓度对Cr(Ⅵ)吸附活性的影响。结果表明, 板栗壳的最佳pH为2～3。在pH 2时,Cr(Ⅵ)的去除率达99.7%。在15～35℃的温度范围内,板栗壳对Cr(Ⅵ)的去除率随温度的升高而增加。30℃时,Cr(Ⅵ)的去除率可达99%。板栗壳用量对Cr(Ⅵ)的去除有明显影响。由0.2 g增加到0.4 g时, Cr(Ⅵ)的去除率从90.6%提高到99%。在较宽的铬初始浓度范围内,板栗壳对Cr (Ⅵ)有明显的去除作用。